工业软件架构3:(QT和C++实现)

2024-08-27 02:36

本文主要是介绍工业软件架构3:(QT和C++实现),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

工业软件架构 - 事件驱动 - 3

  • 1. 并行复杂任务
    • 1.1 使用 QThreadPool 和 QRunnable 进行任务并行化
    • 1.2 使用 QFuture 和 QFutureWatcher 进行异步任务管理
    • 1.3 结合命令模式
    • 1.4 错误处理与状态更新
    • 1.5 总结
  • 2. 多线程任务
    • 2.1. 任务类型和线程的划分
    • 2.2 监控任务的处理
    • 2.3 复杂任务的并行处理
    • 2.4. 管理和协调多个线程
    • 2.5 使用 QWaitCondition 和 QMutex 控制任务执行
      • QWaitCondition 和 QMutex 是 Qt 提供的用于线程同步的工具。
    • 2.6 管理监控线程的生命周期
    • 2.5 总结

1. 并行复杂任务

当某些耗时操作本身需要开几个子线程来完成,通常意味着这些操作非常复杂,可能涉及多步计算或并行处理。
在这种情况下,需要更加精细地管理线程,以确保操作的并发性和主线程的响应性。以下是处理这种情况的推荐方法和架构设计。

1.1 使用 QThreadPool 和 QRunnable 进行任务并行化

QThreadPool 和 QRunnable 是 Qt 提供的工具,用于高效地管理并发任务。你可以将耗时操作的不同步骤封装为独立的任务,并将它们提交给 QThreadPool 来并行执行。

假设我们有一个复杂的操作需要同时处理多个子任务,每个子任务都需要在不同的线程中运行。

class ComplexTask : public QRunnable 
{
public:ComplexTask(int taskId) : taskId(taskId) {}void run() override {// 模拟耗时任务qDebug() << "Task" << taskId << "started.";QThread::sleep(2);  // 模拟长时间运行qDebug() << "Task" << taskId << "completed.";}private:int taskId;
};

主任务可以将多个 ComplexTask 提交给 QThreadPool 来并行执行:

class ComplexOperation : public QObject {Q_OBJECTpublic:ComplexOperation(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}void execute() {QThreadPool *pool = QThreadPool::globalInstance();for (int i = 0; i < 5; ++i) {pool->start(new ComplexTask(i));}// 等待所有任务完成(可选)pool->waitForDone();emit operationCompleted();}signals:void operationCompleted();
};

1.2 使用 QFuture 和 QFutureWatcher 进行异步任务管理

QFuture 和 QFutureWatcher 提供了一种更高级的方式来管理和监控异步任务,特别适合在主线程中等待或监听多个子线程任务的完成状态。

class ParallelTaskManager : public QObject{Q_OBJECTpublic:ParallelTaskManager(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}void executeComplexOperation() {QVector<QFuture<void>> futures;for (int i = 0; i < 5; ++i){QFuture<void> future = QtConcurrent::run(this, &ParallelTaskManager::performTask, i);futures.append(future);}QFutureWatcher<void> *watcher = new QFutureWatcher<void>(this);connect(watcher, &QFutureWatcher<void>::finished, this, &ParallelTaskManager::onAllTasksCompleted);watcher->setFuture(

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